(57)【要約】【課題】  １３１０ｎｍの波長帯域の光を透過し１４９０ｎｍと１６５０ｎｍの波長帯域の光を反射する低コストな波長分岐フィルタを提供する。【解決手段】  ガラス基板１０上に入射光側に位置する第１の多層膜１１と、出射光側に位置する第２の多層膜１２とを形成してなる波長分岐フィルタであって、第１の多層膜１１は１４９０ｎｍの波長帯域の光を反射させ、１３１０ｎｍの波長帯域の光を透過させる特性を有し、第２の多層膜１２は１６５０ｎｍの波長帯域の光を反射させ、１３１０ｎｍの波長帯域の光を透過させる特性を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板上に入射光側に位置する第１の多層膜と、出射光側に位置する第２の多層膜とを形成してなる波長分岐フィルタであって、
上記第１の多層膜は１４９０ｎｍの波長帯域の光を反射させ、１３１０ｎｍの波長帯域の光を透過させる特性を有し、上記第２の多層膜は１６５０ｎｍの波長帯域の光を反射させ、１３１０ｎｍの波長帯域の光を透過させる特性を有することを特徴とする波長分岐フィルタ。
【請求項２】
光ファイバの光軸方向に配置され１３１０ｎｍの波長帯域の光を受光する受光部と、上記光ファイバの光軸方向と直交する方向に配置され１４９０ｎｍの波長帯域の光を発光する発光部と、上記受光部と発光部の光軸が交差する位置に配置される波長分岐フィルタとから構成され、
上記波長分岐フィルタはガラス基板上に入射光側に位置する第１の多層膜と、出射光側に位置する第２の多層膜とを形成し、上記第１の多層膜は１４９０ｎｍの波長帯域の光を反射させ、１３１０ｎｍの波長帯域の光を透過させる特性を有し、上記第２の多層膜は１６５０ｎｍの波長帯域の光を反射させ、１３１０ｎｍの波長帯域の光を透過させる特性を有してなり、上記発光部が出射する光を上記光ファイバの端面方向に反射すると共に、上記光ファイバの端面から出射された光を透過することを特徴とする光通信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は必要な波長の光を分岐する波長分岐フィルタ及びそれを用いた光通信モジュールに関し、特に光通信モジュールで用いられる特定の波長の光を分岐する波長分岐フィルタ及びそれを用いた光通信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
双方向通信を行う光通信モジュールにおいては、２方向の信号光を互いに異なる波長の光とする２波長方式が知られている。信号光として一般的に用いられているのは、１３１０ｎｍの波長帯域の光と、１４９０ｎｍの波長帯域の光である。また、回線工事の際に必要なモニター光として１６５０ｎｍの波長帯域の光が用いられる。光通信モジュールにはこれらの光について、それぞれ分離できる構成が必要である。双方向通信を行う光通信モジュールであって、複数の波長の光を分離できる構成を有したものとしては、例えば特許文献１に挙げるものがある。
【特許文献１】特開平１０−１０３５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
光ファイバの端面と同軸及びそれと直角方向にそれぞれ受光部と発光部を配置した場合、受光部と発光部の光軸が交差する位置に波長分岐フィルタを設けて光を分岐させる。この波長分岐フィルタは、光軸に対して４５°の角度をなすように配置され、１３１０ｎｍの波長帯域の光を透過させ、１４９０ｎｍと１６５０ｎｍの波長帯域の光を反射させるものが必要である。
【０００４】
しかし、一般的な多層膜フィルタの材料として用いられるＳｉＯ2とＴａ2Ｏ5の組み合わせでは、１４９０ｎｍから１６５０ｎｍの範囲を一度にカバーすることができない。そのため、１６５０ｎｍの波長帯域の光のみを反射するフィルタを波長分岐フィルタの透過光側に設けて、１３１０ｎｍの波長帯域の光を受光する受光部に１６５０ｎｍの波長帯域の光が入らないようにすることが考えられる。しかし、この場合には部品点数が増加するために位置合わせが必要となり、コストが増大する。
【０００５】
また、膜材料を変更することにより反射する光の波長範囲を広げることが考えられる。すなわち、Ｔａ2Ｏ5よりも高屈折率なＮｂ2Ｏ5やＴｉＯ2を用いることが考えられる。しかし、波長分岐フィルタは、光通信モジュール内においてＵＶ接着剤により固定されることで、光通信モジュールを低コストに製造が可能となっているが、これらの材料はＵＶ接着剤を用いることができないため、他の固定方法が必要となり、これもコストを増大させる。
【０００６】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、１３１０ｎｍの波長帯域の光を透過し１４９０ｎｍと１６５０ｎｍの波長帯域の光を反射する低コストな波長分岐フィルタ及びそれを用いた光通信モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明に係る波長分岐フィルタは、ガラス基板上に入射光側に位置する第１の多層膜と、出射光側に位置する第２の多層膜とを形成してなる波長分岐フィルタであって、
上記第１の多層膜は１４９０ｎｍの波長帯域の光を反射させ、１３１０ｎｍの波長帯域の光を透過させる特性を有し、上記第２の多層膜は１６５０ｎｍの波長帯域の光を反射させ、１３１０ｎｍの波長帯域の光を透過させる特性を有することを特徴として構成されている。
【０００８】
また、本発明に係る光通信モジュールは、光ファイバの光軸方向に配置され１３１０ｎｍの波長帯域の光を受光する受光部と、上記光ファイバの光軸方向と直交する方向に配置され１４９０ｎｍの波長帯域の光を発光する発光部と、上記受光部と発光部の光軸が交差する位置に配置される波長分岐フィルタとから構成され、
上記波長分岐フィルタはガラス基板上に入射光側に位置する第１の多層膜と、出射光側に位置する第２の多層膜とを形成し、上記第１の多層膜は１４９０ｎｍの波長帯域の光を反射させ、１３１０ｎｍの波長帯域の光を透過させる特性を有し、上記第２の多層膜は１６５０ｎｍの波長帯域の光を反射させ、１３１０ｎｍの波長帯域の光を透過させる特性を有してなり、上記発光部が出射する光を上記光ファイバの端面方向に反射すると共に、上記光ファイバの端面から出射された光を透過することを特徴として構成されている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る波長分岐フィルタによれば、入射光側に配置される第１の多層膜は１４９０ｎｍの波長帯域の光を反射させ、１３１０ｎｍの波長帯域の光を透過させる特性を有し、出射光側に配置される第２の多層膜は１６５０ｎｍの波長帯域の光を反射させ、１３１０ｎｍの波長帯域の光を透過させる特性を有することにより、入射側で１４９０ｎｍの波長帯域の光を反射させるのでこの光の二重焦点化を防止できると共に、第２の多層膜の１４９０ｎｍの波長帯域の光に対する矩形性を低くできるので、膜厚を薄くできてコストダウンを図ることができる。
【００１０】
また、本発明に係る光通信モジュールによれば、上記波長分岐フィルタを受光部と発光部の光軸が交差する位置に配置して構成したので、低コストにモジュールを構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施形態について、図面に沿って詳細に説明する。図１は本実施形態における波長分岐フィルタ１の断面図である。この図に示すように本実施形態における波長分岐フィルタ１は、ガラス基板１０上に第１の多層膜フィルタ１１と第２の多層膜フィルタ１２を形成してなるものである。これら第１の多層膜フィルタ１１と第２の多層膜フィルタ１２は、いずれもＳｉＯ2とＴａ2Ｏ5からなり下記式から得られる厚さの膜を交互に多層膜形成した構成と、サイドローブを抑制するために調整された厚さの膜を多層膜形成された構成より得られるものである。
【００１２】
【数１】
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【００１３】
ここで、ｄは膜厚（ｎｍ）、λは反射中心波長（ｎｍ）、ｎは膜の屈折率、ｎ０は光の入射媒体の屈折率、θは多層膜への光の入射角度（ラジアン）である。また、波長分岐フィルタ１は、光の光軸に対して４５°の角度をなすと共に、第１の多層膜フィルタ１１は光の入射側に、第２の多層膜フィルタ１２は光の出射側に配置される。
【００１４】
第１の多層膜フィルタ１１は、１４９０ｎｍの波長帯域の光を反射させ、１３１０ｎｍの波長帯域の光を透過させる特性を有している。また、第２の多層膜フィルタ１２は、１６５０ｎｍの波長帯域の光を反射させ、１３１０ｎｍの波長帯域の光を透過させる特性を有している。このため、波長分岐フィルタ１に入射する１３１０ｎｍの波長帯域の光はそのまま透過され、波長分岐フィルタ１に入射する１４９０ｎｍの波長帯域の光は第１の多層膜フィルタ１１によって９０°の方向に反射される。１６５０ｎｍの波長帯域の光は、第１の多層膜フィルタ１１及び第２の多層膜フィルタ１２の両方で９０°の方向に反射され、１３１０ｎｍの波長帯域の光が透過する方向には透過されない。
【００１５】
図２には第１の多層膜フィルタ１１の波長に対する透過特性を、図３には第２の多層膜フィルタ１２の波長に対する透過特性を、それぞれ示している。図２に示すように、第１の多層膜フィルタ１１は、１３１０ｎｍでは透過率が高く、１３１０ｎｍと１４９０ｎｍの間で透過率が急激に低くなり、１４９０ｎｍでは透過率が低い、すなわち反射率が高く、それより波長が大きくなるのに伴って緩やかに透過率が高くなる。したがって、１６５０ｎｍでは中間的な透過率を有している。
【００１６】
また、図３に示すように第２の多層膜フィルタ１２は、１３１０ｎｍでは透過率が高く、それより波長が大きくなるのに伴って緩やかに透過率が低くなる。そして、１６５０ｎｍでは透過率が低くなっている。１４９０ｎｍの波長帯域の光は、入射側に配置された第１の多層膜フィルタ１１によって反射され、第２の多層膜フィルタ１２にはほとんど入射しないので、第２の多層膜フィルタ１２は１４９０ｎｍの波長帯域の光を反射させる特性を有している必要がない。すなわち、透過特性の矩形性が低くてもよく、フィルタの膜厚を薄くすることができる。
【００１７】
一方で、それぞれ異なる反射中心波長を有したフィルタを重ねる場合、通常は長波長側を反射させるフィルタを光の入射側に配置する。すなわち、第１の多層膜フィルタ１１は１６５０ｎｍの波長帯域の光を反射させ、第２の多層膜フィルタ１２は１４９０ｎｍの波長帯域の光を反射させる特性を有するように構成する。この場合に良好な分離特性を得るための第１の多層膜フィルタ１１の透過特性を図４に示す。
【００１８】
第１の多層膜フィルタ１１について、長波長側である１６５０ｎｍの波長帯域の光を反射させる構成とした場合、第２の多層膜フィルタ１２で反射される１４９０ｎｍの波長帯域の光の一部が第１の多層膜フィルタ１１で反射されると、１４９０ｎｍの波長帯域の光が第１の多層膜フィルタ１１と第２の多層膜フィルタ１２の２個所で反射することになり、二重に分離する。１４９０ｎｍの波長帯域の光が二重に分離すると、受光部において二重焦点となるために、光を大きく損失することになる。
【００１９】
二重焦点化を防ぐためには、第１の多層膜フィルタ１１において、１４９０ｎｍの波長帯域の光の透過率をできるだけ大きくする必要がある。したがって、図４に示すように１４９０ｎｍと１６５０ｎｍの間で矩形性の高い特性を有するように第１の多層膜フィルタ１１を構成する必要がある。また、１３１０ｎｍの波長帯域の光については透過させる必要があるので、１３１０ｎｍから１４９０ｎｍまでの広い帯域について透過率の高いフィルタとしなければならない。このためには第１の多層膜フィルタ１１の膜厚を厚くする必要があってコストが増大する。
【００２０】
本実施形態の波長分岐フィルタ１は、光の入射側である第１の多層膜フィルタ１１で１４９０ｎｍの波長帯域の光を反射させるようにしたので、１６５０ｎｍの波長帯域の光を反射させる第２の多層膜フィルタ１２は、１４９０ｎｍの波長帯域における透過率を上げる必要がなく、図３に示すような矩形性の低い特性でよい。したがって、１６５０ｎｍの波長帯域の光を反射させるフィルタについて膜厚を薄くすることができて、コストダウンを図ることができる。
【００２１】
次に、この波長分岐フィルタ１を用いた光通信モジュールについて説明する。図５には、本実施形態の波長分岐フィルタ１を用いた光通信モジュールの構成図を示している。この図に示すように、光通信モジュールは光を受光する受光部２と、光を発光する発光部３と、光を伝播させる光ファイバ５と、上述の波長分岐フィルタ１とから構成されている。
【００２２】
受光部２は、１３１０ｎｍの波長帯域の光を受光するもので、フォトダイオードにより構成される。発光部３は、１４９０ｎｍの波長帯域の光を発光するもので、レーザダイオードにより構成される。光ファイバ５は、先端部にフェルール５ａが設けられ、これが光通信モジュール内に固定される。また、波長分岐フィルタ１は、光通信モジュール内においてＵＶ接着剤によって固定されている。
【００２３】
受光部２は光ファイバ５の光軸方向に設けられ、発光部３は光ファイバ５の光軸方向と直交する方向に設けられる。また、受光部２と発光部３及び光ファイバ５の前にはそれぞれレンズ４が設けられ、発散光を平行光に、または平行光を収束光としている。
【００２４】
波長分岐フィルタ１は、受光部２と発光部３の光軸が交差する位置に各光軸に対して４５°の角度をなして配置される。波長分岐フィルタ１には、光ファイバ５から１３１０ｎｍの波長帯域の光２０と、発光部３から１４９０ｎｍの波長帯域の光２１とが入射する。また、光ファイバ５からは１３１０ｎｍの波長帯域の光２０と併せて１６５０ｎｍの波長帯域の光２２が出射されて、波長分岐フィルタ１に入射する。
【００２５】
光ファイバ５からの１３１０ｎｍの波長帯域の光２０は、波長分岐フィルタ１の第１の多層膜フィルタ１１及び第２の多層膜フィルタ１２を透過し、レンズ４を介して受光部２により受光される。また、発光部３からの１４９０ｎｍの波長帯域の光２１は、波長分岐フィルタ１の第１の多層膜フィルタ１１により９０°の角度に反射され、レンズ４を介して光ファイバ５に入射する。
【００２６】
１６５０ｎｍの波長帯域の光２２は、波長分岐フィルタ１の第１の多層膜フィルタ１１と第２の多層膜フィルタ１２の両方においてそれぞれ９０°の角度に反射される。波長分岐フィルタ１によって反射された方向には、発光部３があって受光部２はないので、これがエラー信号として受光部２に検出されることがない。以上のように、波長分岐フィルタ１によって１３１０ｎｍと１４９０ｎｍの波長帯域の光がそれぞれ分岐できると共に、１６５０ｎｍの波長帯域の光を受光部２に入射させないようにすることができ、双方向通信を行うことができる。
【００２７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の適用はこれら実施形態には限られず、その技術的思想の範囲内において様々に適用されうるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本実施形態における波長分岐フィルタの断面図である。
【図２】波長分岐フィルタを構成する第１の多層膜フィルタの透過特性を示した図である。
【図３】波長分岐フィルタを構成する第２の多層膜フィルタの透過特性を示した図である。
【図４】第１の多層膜フィルタを長波長側の光を反射するように構成した場合の透過特性を示した図である。
【図５】本実施形態の波長分岐フィルタを用いた光通信モジュールの構成図である。
【符号の説明】
【００２９】
１    波長分岐フィルタ
２    受光部
３    発光部
４    レンズ
５    光ファイバ
５ａ  フェルール
１０    ガラス基板
１１    第１の多層膜フィルタ
１２    第２の多層膜フィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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